《催化新材料与新型催化剂》课程教学大纲.docx

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1、催化新材料与新型催化剂教学大纲一、课程基本信息课程名称催化新材料与新型催化剂New Catalytic Materials and New Catalysts课程编码CHM120421010开课院部化学工程学院课程团队先进多孔材料概论教学团队学分1.0课内学时16讲授16实验0上机0实践0课外学时0适用专业本研一体化班（化学化工类）授课语言中文先修课程无机及分析化学（2-1）、有机化学、仪器分析课程简介（限选）本课程主要面向对炼油方向催化材料和催化剂的设计研发中相关的纳米催化、单原子图效催化和多孔材料扩散等核心问题感兴趣的局 年级本科生。针对炼油工业奶牛化发展趋势和面临的各种挑战：原油的进一步

2、劣质化、满足高标准清洁油品的生产要求以及日益严格的环 保法规定，提炼出解决困难和挑战的捷径就是进一步创新研发高性能催化剂以及高性能催化剂材料的制备技术。前言部分介绍了催化的基 本知识和现有的炼油催化剂国内外发展现状，包括催化裂化催化剂、汽油柴油加氢催化剂、加氢裂化催化剂、FCC原料预处理催化剂、润 滑油加氢催化剂、渣油加氢催化剂、连续重整催化剂、异构化催化剂、硫磺回收催化剂，详细介绍了各个催化剂的技术现状和发展趋势， 以及需要解决的关键技术问题，为将来设计新型图性能炼油催化剂和研发新型炼油催化材料提供基础。为进一步精准设计新型图效炼油催 化剂，从分子炼油水平来认识石油加工过程，预测产品性质，实

3、现每一个分子价值的最大化利用，接卜来，我们按照炼油催化剂种类详细 介绍了目前常用的炼油催化剂材料（分子筛、氧化铝、介孔材料）包括其定义、组成、化学性质以及作为炼油催化剂的最新进展。最后一 部分从纳米催化和分子催化角度详细介绍如何提升炼油催化剂的活性、选择性以及稳定和可回收性，为设计新型炼油催化剂和新催化材料 提出更高的挑战。In view of the challenges faced by dairy industry in the refining industry: further inferior crude oil, meeting the production requiremen

4、ts of high standard clean oil and increasingy strict environmental protection laws and regulations, the shortcut to challenges is to further innovate and develop the preparation technology of high- performance catalyst and its core part, high-performance catalyst materials. Firstly, the development

5、status of existing refining catalysts is introduced, including FCC catalyst, gasoline and diesel hydrogenation catalyst, hydrocracking catalyst, FCC feed pretreatment catalyst, lubricating oil hydrogenation catalyst, residual oi1 hydrogenation catalyst, continuous reforming catalyst, isomerization c

6、atalyst, sulfur recovery catalyst. The technical status and development of each catalyst are introduced in detail including the key technical problems that need to be solved, provide the basis for the design of new high-performance refining catalysts and the research and development of new refining

7、catalyticmaterials in the future. In order to further accurately design new high-efficiency refining catalysts, understand the oi1 processing process from the molecular refining level, predict the product properties, and maximize the use of each molecular value, next, we introduce in detail the curr

8、ent commonly used refining catalyst materials (molecular sieve, alumina, mesoporous materials), including their definition, composition, chemical properties and the latest development of those porous materials as refining catalysts. Tn the last part, it introduces how to improve the activity, select

9、ivity, stability and recoverability of refining catalyst in detail from the perspective of nano catalysis and molecular catalysis, and puts forward higher challenges for the design of new refining catalyst and catalytic materials.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 :掌握催化基本概念、催化发展史、炼油行业催化剂发

10、展现状和技术瓶颈等问题是2M2目标2 ：掌握无定形氧化铝、有序介孔氧化铝以及晶态介孔氧化铝的定义、组成、分类、孔道结构， 酸碱性等，熟悉其制备方法和生长机理，了解氧化铝的最新制备进展和炼油催化方面的应用。是3M3目标3 ：目标3 ：掌握分子筛的定义、组成、分类、孔道结构、酸碱性等以及分子筛的孔道结构表征 分析和酸碱性的表征分析以及分子筛孔道结构和酸碱性在炼油催化中的耦合协同作用以及在炼油方 面的应用进展。是4M4目标：4：熟悉纳米科学、纳米技术、纳米催化等基本概念，重点掌握单原子催化概念以及单原子催 化剂的制备方法和在催化领域的应用。了解纳米催化的微观表征手段和在催化反应中在提高反应选 择性、

11、活性、和稳定性方面的贡献是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外学时课外环节11.1,1.2,1.3第一章炼油催化 剂发展趋势、设计 与应用案例本章重点难点：全面了解炼油催化剂发展现状，包括其组成、 催化原理、以及技术不足等方面，明确一体化高性能炼油催化 剂的指标要求1. 1炼油工业面临的挑战/2讲授2作业原油的进一步劣质化、高标准清洁油品的生产要求和日益严格 的环保法规定。1. 2炼油催化剂发展现状分析炼油催化剂的市场分布情况、技术发展趋势和需要解决的核心 技术问题。1.3 FCC催化剂一体化设计市场现有炼油催化剂的设计理念，催化裂化原理，失活原理，

12、为解决现有催化剂的扩散限制问题，详细介绍了微介孔复合材 料在炼油催化领域的优势和进展。22.1,2.2,2.3第二章有序晶态 介孔氧化铝炼油催 化材料的简介和研 究进展本章重点难点：了解氧化铝炼油催化材料发展现状，包括其定 义、组成、催化裂化原理、以及为满足高性能炼油催化剂指 标，在制备有序的介孔晶态氧化铝方面的最新研究进展2.1氧化铝炼油催化材料的简介氧化铝的定义、种类、基本性质和在炼油领域的应用简介2. 2启序介孔氧化铝催化材料的简介该催化材料的介绍和在炼油领域的优势以及其制备合成方面的 进展2.3有序晶态介孔氧化铝有序晶态介孔氧化铝催化材料的介绍和在炼油领域的优势以及 其制备合成方面的进

13、展。/2讲授2作业33.1,3.2,3.3,3.4,3.5,3.6第三章多孔分子 筛炼油催化材料的 简介和研究进展本章重点难点：了解多孔分子筛炼油催化材料发展现状，包括 其定义、组成、催化裂化原理、以及为满足高性能炼油催化剂 指标，在制备微介孔复合材料和孔结构和酸性质调控等方面的 最新研究进展3.1多孔材料的简介多孔材料的简介和在催化、分离、传感等领域的应用/6讲授2作业3. 2分子筛多孔材料的简介分子筛的定义、组成、分类、基本性质介绍等3.3 微孔分子筛材料的简介和在炼油催化中的应用代表性微孔分子筛炼油催化材料简介以及酸碱性和催化裂化原 理介绍以及微介孔复合材料合成进展和酸碱性调控进展。3.

14、4 介孔分子筛材料的简介和在催化中的应用介孔分子筛的定义、组成、种类和基本性质介绍以及代表性介 孔分子筛材料在催化裂化应用领域的研究进展3. 5多级孔分子筛材料的制备及应用3. 6纳米分子筛材料的制备及应用44. 1,4.2,4.3第三章催化异构 化原理和催化材料4.1小分子烷母异构化原理和催化材料4. 2甲苯歧化和烷基化转移和催化材料4. 3二甲苯异构化和催化材料/4讲授2作业55.1,5.2第五章FCC裂化 和加氢裂化原理和催化材料4. 1FCC裂化工艺和原理以及催化材料设计4. 2加氢裂化工艺和原理以及催化材料设计/2讲授2作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1大作业1.提高Y分

15、子筛硅铝比对催化裂化活性和选择性以及稳定性的优势,并阐述制备高硅铝比Y分子筛方法的研究进展。 （3000 字）0%2大作业2.多孔材料（氧化铝、硅铝分子筛、磷铝分子筛）孔道利用效率探明？（1500字）0%3大作业3,负载型金属催化剂其孔道结构和活性位之间协同作用。（1500字）0%4大作业4.催化剂在经济社会发展中的作用是什么？当今，材料制造业和加工业迅速发展，出现了新型结构材料和功能材料。 在你看来，什么样的催化剂将在未来30年中占上风？（3000字）0%5大作业5.人类活动，主要是燃烧化石燃料和砍伐森林，加剧了自然温室效应，导致全球变暖。这些气体（二氧化碳、甲烷 等）进入大气的主要方式是人

16、们燃烧煤炭、石油和天然气作为能源，减少温室气体排放是解决全球气候变化的关键。请 根据您对纳米多孔材料和纳米催化的了解，提出您的建议和可能的解决方案，以减少二氧化碳排放（3000字）0%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1/大作业0%5个作业只回答一个作业，并且相关阅读文献低于30篇，字数撰写少于1()00字，且和相关报道重复现象 高于50%,且考勤缺勤3次以上，为不合格2/大作业0%5个作业完成一个以上，字数撰写不少于2000字，和现有文献报道重复现象低于30% 分数60-753/大作业0%5个作业完成2个以上，字数撰写不少于3000字，和现有文献报道重复率低于20% 75-90

17、4/大作业0%完成2个作业以上，并且字数超过3000字，阅读相关文献大于100篇，并能提出相关领域研究的不足和对 应的解决办法90以上评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书11 .现代催化化学，辛勤、徐杰主编，科学出版社，2016,.2图书12. 催化反应工程，阎子峰、陈诵英、徐杰、辛勤主编，科学出版社，2017, , 3图书|3.催化原理导论(Introduction to Catalysis),阎子峰编著，化学工业出版社，2006,.4图书14.纳米催化技术，阎子峰编著，化学工业出版社，2003,.5图书1催化剂和催化作用，.6图书1沸石分子筛与催化，.7图书1分子筛多孔材料，.